Nuovi muscoli artificiali sempre più simili a quelli umani

Vi ricordate dei muscoli artificiali che riuscivano a sollevare fino a 12000 volte il proprio peso? Non troppo raramente sentiamo parlare dello sviluppo di nuovi muscoli artificiali, ma, fino ad ora, parliamo solamente di dispositivi che potrebbero trovare impiego soprattutto nel campo della robotica e della protesica. Quelli presentati nella rivista Advanced Materials, invece, rappresentano un notevole risultato che potrebbe porre le basi per la realizzazione di muscoli il più possibile simili a quelli dell’essere umano, e che quindi possano essere impiantati in interventi di rigenerazione tissutale.

I ricercatori della Linköping University hanno infatti realizzato dei “muscoli” polimerici che si alimentano con glucosio ed ossigeno, proprio come quelli biologici.

Esclusa la necessità di batterie

La possibilità di alimentarsi attraverso glucosio ed ossigeno permette il superamento di uno dei limiti dei precedenti prototipi, ovvero la necessità di utilizzare una batteria per l’alimentazione. Tutto ciò è possibile grazie al materiale utilizzato nella loro realizzazione: il polipirrolo, un polimero organico altamente conduttivo che cambia il proprio volume se attraversato da corrente elettrica.

Quelli che potremmo quindi chiamare “attuatori polimerici“, sono composti da una sottile membrana posta tra due strati di polipirrolo. Quando il materiale, su un lato della membrana, acquisisce una carica positiva, gli ioni vengono espulsi e questo si restringe. Allo stesso tempo, il materiale dall’altro lato acquisisce una carica negativa ed assorbe ioni, espandendosi. Le variazioni di volume fanno sì che l’attuatore si pieghi in una direzione, imitando la contrazione muscolare.

I componenti alla base di questo processo sono gli enzimi glucosio ossidasi e laccasi, integrati nell’attuatore. Questi convertono il glucosio e l’ossigeno in energia elettrica che a sua volta viene convertita in movimento dagli strati in polipirrolo.

Non è necessaria alcuna fonte di tensione: basta semplicemente immergere l’attuatore in una soluzione di acqua e glucosio.

Afferma Edwin Jager del Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia dell’Università di Linköping.

Il prossimo passo è quello di controllare la reazione biochimica degli enzimi e rendere il movimento reversibile per più cicli. Le possibili applicazioni di tale tecnologia spaziano dalla medicina rigenerativa, fino alla microrobotica, in cui i robot, utilizzando enzimi diversi, possono autonomamente reperire energia dalle molecole presenti nell’ambiente circostante.